Kanban – motivy a cíle

Po porážce ve válce v Tichomoří Japonci cítili, že Japonsko je zemí s omezenými zdroji, a proto se musí za každou cenu vyhnout plýtvání. V té době výrobě nepomáhalo počítačové řízení toku materiálu. V tomto okamžiku vyvinula společnost Toyota systém KANBAN, který zavedla v roce 1962, aby zajistila tok materiálu do svých montážních závodů na výrobu automobilů s minimálním využitím zdrojů. Od té doby se systém KANBAN osvědčil jako vynikající nástroj pro snížení plýtvání zdroji a optimalizaci toku materiálu.

Důvodů, proč se zapojit do projektu KANBAN, je několik. Existují věcná i emocionální kritéria. Tato kritéria lze klasifikovat při definování cílů pro jeho použití a konstatování, že motiv nesplňuje cíl. Mezi důvody, proč se zapojit do systému KANBAN, patří např:

• Nutit k racionalizaci
• Zjednodušené ovládání pro mnoho aplikací
• Závislosti jsou dodavateli jasně uvedeny
• Kanban je moderní
• Kanban snižuje zásoby
• Odhalení nedostatků v materiálovém toku

Po rozhodnutí o použití systému KANBAN je třeba definovat cíle (v pravém slova smyslu – odvozené od cílů společnosti). Toto vymezení je nezbytné mimo jiné k určení, zda jsou opatření ke zlepšení provozu přiměřená, či nikoli. Cíle je třeba kvantifikovat a učinit je měřitelnými.

• Zkrácení doby realizace (např. na x dní)
• Snížení zásob (např. kapitál snížený o x USD)
• Snížení zmetků a přepracování (např. o x %)
• Zjednodušení organizace (např. snížení počtu výrobních kroků o x %).
• Zvýšení flexibility (např. výroba do x dnů od objednávky zákazníka)

Čím se KANBAN liší od MRP?

KANBAN se v důležitých prvcích odlišuje od běžně používaných centrálních mechanismů plánování a řízení výroby (MRP), které vznikly v devadesátých letech minulého století v tayloristicky orientovaném prostředí. V tomto prostředí přebírají všechny úkoly plánování a řízení centrální oddělení.

Obrázek 1: Centrální řízení výroby s vyrovnávací pamětí Kanban

V tomto případě se plánování výroby často zakládá na prognózách prodeje. Důležitým cílem je dosáhnout vysokého využití kapacity. To vede k velkým dávkám a dlouhým dobám průchodu. Navíc plánování a provoz nejsou dokonale propojeny, takže rozhodnutí o plánování jsou často v rozporu s provozní realitou nebo s požadavky zákazníků, což často vede ke špatnému plánování. Provozní útvary (stejně jako dílna) nejsou soběstačné, nemohou plánovat a řídit své vlastní činnosti. Složité interakce mezi jednotlivými prvky řízení výroby vedou k obrovským nákladům na koordinaci, které nelze zvládnout centralizovanými funkcemi.

Obrázek 2: Princip přinášení nebo princip tlačení

S centrálním plánováním a řízením výroby je spojen princip push. To znamená, že oddělení plánování výroby rozdělí zakázku na různé malé zakázky, aby je protlačilo výrobním procesem. Výrobní činnosti se nezačínají rozpoznáním poptávky po výrobku, ale stanovením nezávislého plánu výroby zvenčí na základě předpokládaného prodeje.

Vlastnosti tradičních systémů MRP

• Centralizace
• Oddělení plánování a činnosti
• Orientace na kapacitu
• Orientace na zpětnou vazbu (MES)
• Orientace na funkce s velkým počtem rozhraní
• Vysoká složitost
• Vysoké kontrolní úsilí

Dopad

• Obrovské rozpracované dílo (WIP)
• Dlouhé dodací lhůty a velké šarže (dávky)
• Nízká spolehlivost dodávek
• Plýtvání ve výrobních a plánovacích procesech
• Nedostatečné zaměření na zákazníka
• Nízká flexibilita

Princip systému KANBAN je jednoduchý: V navazující operaci se z předchozí operace odebírá pouze požadovaná část v požadovaném množství a v požadovaném čase (princip just-in-time). Cílem je zjednodušit komunikaci pomocí jednoznačné identifikace, která nám říká, co bude potřeba a v jakém množství.

Obrázek 3: Příklad karty Kanban (vytvořené společností IKS)

Až je materiál spotřebován, a teprve tehdy dostane dodavatel signál k dodání nového materiálu. Tento požadavek je indikován prostřednictvím KANBANu (japonsky „karta“ nebo „leták“), kterýje zpravidla přepravován spolu s díly. Po vyjmutí posledního dílu z krabice (někdy i při odběru prvního dílu) se KANBAN vrací, aby bylo možné získat další dodávku.

Existují přísná pravidla týkající se výroby, zejména pravidlo, že díly by se měly vyrábět pouze tehdy, když KANBAN vytvoří výrobní signál, a že je povoleno dodávat pouze 100% dobré díly. Řízení orientované na plánování a tlačení konvenčních metod je tak nahrazeno řízením orientovaným na poptávku v systému KANBAN.

Varianty všech typů jsou možné, protože KANBAN by měl být přizpůsoben firemním procesům. Vzhledem k potřebě přizpůsobit metodu různým požadavkům a zajistit neustálé zlepšování systému byly vytvořeny různé typy KANBAN. Již v roce 1980 existovalo v Japonsku několik různých typů systému Kanban:

• Materiál KANBAN (SHIKAKE KANBAN) pro výrobu a dodávky zařízení, které se vrací po otevření kontejneru.
• Signální KANBAN (SHINGO KANBAN) pro materiál KANBAN, který se vrací, ale až po použití určitého množství dílů z kontejneru.
• Transport KANBAN (HIKITORI KANBAN), signál k přesunu určitého materiálu z jednoho skladovacího místa na jiné definované skladovací místo (v dílně).
• Omezený KANBAN (Gentei KANBAN), materiálový KANBAN, který se po určitém množství výroby stává neplatným.

Mezitím existuje mnoho variant v závislosti na filozofii uživatele. Zásadní části používají patch panely, tzv. desky KANBAN, které podporují další metodu výrobního systému Toyota – řízení pomocí vizualizace. KANBANy jsou uspořádány na tabuli, aby bylo možné získat přehled o toku materiálu a rychle odhalit případné problémy. Pro sekvencování kvůli problémům s časem přípravy se zavádějí podobné panely. KANBAN lze použít i bez papírové karty, například když lze jako KANBAN použít samotný kontejner. Definovaná skladovací místa pro přepravní kontejnery a další typy řízení pomocí vizualizace umožňují snadný přehled o toku materiálu.

Eliminace plýtvání se dosahuje nepřímo, když systém KANBAN omezuje zásoby materiálu a přizpůsobuje je aktuální poptávce. Máme tak k dispozici nástroj pro identifikaci možností snížení zásob a zlepšení materiálového toku.

Pokud se vyskytne problém, hledejte jeho příčinu. Poté můžete dočasně zvýšit zásoby zvýšením počtu KANBANů, poté odstranit příčinu problému a opět snížit zásoby. V důsledku toho jste schopni vytvořit průběžné zlepšování toku materiálu.

Problémy ve výrobě mají mnoho příčin, například:

• dlouhá doba přípravy,
• problémy s kvalitou a zmetky,
• nevyvážená rychlost výroby,
• vysoké nároky na zpracování,
• nízká kapacita,
• matoucí posloupnost,
• atd.

Je rozumné zvážit, jak ekonomicky výhodná je oprava problému. Ukázalo se, že často zjištěné problémy lze odstranit překvapivě jednoduchými opatřeními.

Pokud není podniknuta žádná akce, výroba se řídí a kontroluje sama pomocí smyček KANBAN. Díky těmto klíčovým prvkům se systém KANBAN úspěšně osvědčil i v době nákladných systémů řízení podnikových zdrojů.

Předpoklady

Předpoklady pro používání systému KANBAN mají různé aspekty. Vyplývají z různých cílů. Většina lidí se shoduje na tom, že je velmi vhodný pro hromadnou výrobu. Na použitelnost pro CTO (Configured To Order) již existují různé názory Ale i v malosériové výrobě se dá efektivně využít, pokud jste ochotni přijmout opatření ke zlepšení toku materiálu.

Nové procesy KANBAN automaticky vytvářejí nové požadavky na životní prostředí. Splnění těchto požadavků se může stát cílem využití KANBAN nebo podporou dosažení cílů.

Samozřejmě,

• flexibilní výrobní zařízení,
• doby provozu,
• bezchybné dodávky,
• akceptace nečinnosti zaměstnanců a zařízení,
• disciplína,
• analýza příčin chyb a jejich rychlé odstranění
• vizuální správa
• pragmatismus

podporovat úspěšné používání systému KANBAN.

Kromě toho jsou užitečná interní ujednání mezi jednotlivými výrobními kroky a externími dodavateli, i když je možné toto ujednání omezit na jediné prohlášení, že ve stanoveném období musí být výrobek umístěn na definovaném místě ve 100% množství a v perfektní kvalitě.

Zavedení systému Kanban

Pokud ve firmě nejsou s KANBANem žádné zkušenosti, je vhodné začít pilotním projektem. Ten by se měl týkat výrobní oblasti, která je (víceméně) nezávislá, má velmi stabilní výrobní zatížení a má alespoň tři výrobní stupně a nízký počet dodavatelů.

Je třeba provést následující kroky:

1. Zkontrolujte velikosti pozemků
2. Kontrola kontejneru a přepravního zařízení
3. Stanovení úrovně zásob (WIP) mezi pracovišti
4. Vytvoření modelu

Ideální velikost pozemku je „jedna“. Ve skutečnosti jsou vyšší velikosti pozemků běžnou záležitostí. Stanovení velikosti partie podle Andlerova vzorce poskytuje téměř vždy hodnotu, která je výrazně vyšší než skutečná ekonomická velikost partie. Nebere v úvahu, že existuje několik různých částí, které určují posloupnost nastavovacích procesů, a to vyžaduje rezervu pro každou variantu výrobku. Při použití Andlerovy metody tedy dosáhnete pouze dílčího optima, ale nikoli optima pro celý cyklus zakázky. Existují metodiky, které zohledňují očekávaný rozsah dílů.

Nejjednodušším řešením pro zavedení systému Kanban je převzít stávající velikosti šarží a postupně je zmenšovat. Totéž platí pro přepravní kontejner a vyrovnávací zásoby.

Pro odhad potřebných bezpečnostních zásob je třeba stanovit dobu přípravy. Tuto dobu přípravy je třeba rozšířit o reakční dobu a možnou dobu přepravy. Tato doba přepravy by měla zohledňovat skutečnou dobu trvání přepravy, nikoliv klasickou dobu přechodu mezi zakázkami ze seznamu prací, která zahrnuje zásobu na podlaze.

Pro zajištění optimálního zabezpečení dodávek je druhým krokem stanovení poptávky, která se vyskytne během doby předzásobení. Tento požadavek odpovídá překlenutí požadované doby předzásobení a dodatečným zásobám pro pokrytí nepředvídaných událostí a problémů. Potřebná zásoba, počet KANBAN, nakonec vychází z velikosti šarže a bezpečnostní zásoby.

Existují i jiné metody stanovení požadovaných zásob, např.

Zásoby = poptávka [ks / hod] * (interval nákupu [hod / šarže] + doba přepravy [hod] + doba výroby [hod / šarže]) * bezpečnostní faktor,

zatímco bezpečnostní faktor pro dobrou konfiguraci směřuje k jedné.

Cílem je obvykle snížit tyto zásoby. Toho lze dosáhnout snížením počtu KANBAN během využívání procesu. Podle toho byste měli odhadnout přesnost těchto parametrů.

Pro určení počtu Kanbanů existuje jednoduchý vzorec:

Počet = zásoba / množství na kontejner

Po definování systému KANBAN následuje vlastní implementace, která je zde stručně popsána.

Prvním krokem je proškolení zaměstnanců a přidělení osoby odpovědné za provoz systému („KANBAN Navigátor“). Cílem tohoto školení je nejen zvládnutí organizace fungující v systému KANBAN, ale také aktivní zapojení zaměstnanců do rozhodování a neustálého zlepšování.

To také vyžaduje, aby vedení přeneslo více odpovědnosti na své zaměstnance. Ideální manažer v tomto modelu má poradní, nikoliv instruktážní funkci.

Poté je třeba vytvořit rozhraní s ostatními oblastmi i stávajícími informačními systémy.

Dalším krokem je návrh rozvržení. Ten zahrnuje příjezdové cesty, parkovací místa a regály, pořízení vybavení, jako jsou kontejnery, držáky pro připevnění karty KANBAN a design karet KANBAN.

Když je vše připraveno, musí se starý systém zastavit a stávající díly se musí znovu zabalit. Poté lze zahájit kontrolu pomocí systému KANBAN. Ta zahrnuje odstranění nedostatků v materiálovém toku, které byly identifikovány systémem KANBAN. To zahrnuje odstranění nedostatků v materiálovém toku, které byly identifikovány systémem KANBAN.

Výzvy

Správně aplikovaný KANBAN ovlivňuje změny v lidském chování a procesech.

Tok informací se oproti běžným procesům řízení výroby výrazně mění. Již není nutné detailně vědět, kdy dodavatel dodá komponenty, protože je zajištěn velmi plynulý přísun materiálu. Zajímavé je však vědět, kdy zákazník potřebuje díly, které je třeba dodat. Povědomí tedy spočívá v tom, že všechny činnosti jsou zaměřeny na zákazníka. Bez integrovaného sběru dat nemá management přehled o tom, jak spolehlivě jednotliví dodavatelé pracují, pokud to neukáže podpora sofistikovaného Managementu pomocí vizualizace.

Pracovní příkazy s přidělením zdrojů a plánovanými daty jsou vynechány nebo hrají podružnou roli. Tato vlastnost podporuje požadované přehodnocení. V centru pozornosti činností již není výstup pracoviště, ale pouze pokrytí poptávky. Těžiště se tedy přesouvá ze skladování hotového výrobku na suroviny.

Na začátku zavádění je normální, že se vyskytnou určité problémy s příliš dlouhou dobou přípravy, s poruchami, které brání toku materiálu, nebo s jinými problémy, které se v této fázi nepředpokládají. Tato fáze vyžaduje zvýšenou aktivitu a rizika lze snížit pečlivým plánováním. Zakořeněno se všemi nebezpečími, že přínosy Kanbanu nejsou optimální, protože jste dosáhli dostatečného jako stabilního stavu.

U náběhu a výběhu výrobků je třeba pečlivě dodržovat podrobnosti. Při vysokém objemu vlastní výroby je třeba pečlivě naplánovat i dlouhou dobu dodání KANBANu. Na druhou stranu při dojezdu výrobku hrozí, že ve všech fázích výroby existuje zbytková zásoba v množství KANBANů, které již nejsou potřeba. I pro takové situace je třeba definovat potřebné kroky.

Má smysl nastavit monitorovací a kontrolní funkce, které zahrnují tým zaměstnanců odpovědných za systém KANBAN. Tento tým kontroluje (mimo jiné), zda jsou dodržována pravidla systému KANBAN (např. protože výroba probíhá pouze na základě signálu ze systému KANBAN), ukládání přepravních kontejnerů na definovaných místech atd. Jejich úkolem je také identifikovat slabé stránky a odstraňovat jejich příčiny, sledovat zásoby, dodací lhůty a nedostatky, v případě potřeby je korigovat a iniciovat a podporovat aktivity trvalého zlepšování.

Pro tyto úkoly je třeba vytvořit vhodný informační systém. Moderní informační systémy KANBAN (jako je IKS) již tyto funkce mají integrovány.

Výroba malého množství výrobku je možná, ale vyžaduje použití samostatných organizačních pomůcek, například omezeného KANBANu, který se používá pouze do dosažení stanoveného množství.

Změny výrobku nebo výrobních metod vyžadují další podporu a samostatné sledování smyček KANBAN. Tuto práci může opět zjednodušit informační systém KANBAN.

Integrace stávajících informačních systémů, jako je sběr dat v dílně, řízení zásob, kontrola kvality, technický controlling a podobné procesy založené na systémech sběru dat, může být bez informačních systémů KANBAN kritická, protože se sníží sběr dat.

Stejně tak nejsou k dispozici klíčové ukazatele výkonnosti, pokud nezavedete systémy sběru dat, které jsou propojeny se systémem KANBAN.

IT podpora prostřednictvím informačních systémů Kanban

Díky použití autonomních řídicích smyček systém KANBAN obecně nevyžaduje použití IT systémů. Takový systém KANBAN se také nazývá „manuální KANBAN. V jednoduchých prostředích KANBAN je náročnost na údržbu smyček KANBAN nízká a celý systém lze snadno spravovat. S rostoucím počtem smyček KANBAN a jejich variant někdy dochází ke složitosti, kdy se celý systém stává nezvládnutelným, obtížně ručně udržovatelným a nepřehledným.

V praxi se podpora IT nabízí z následujících důvodů:

Správa systému KANBAN

Základní funkcí softwaru systému KANBAN je rychlý a snadný přístup k základním údajům systému KANBAN (např. seznam dílů, výrobní jednotky, skladovací místa, typy kontejnerů atd.) a snadná údržba informací. Pomocí těchto údajů jsou v systému reprezentovány fyzické smyčky KANBAN a tok materiálu.

Rychlý a snadný tisk karet KANBAN a přehledné výkazy výrazně snižují množství manuálních činností.

Sledování aktuální dostupnosti materiálu a objednávek KANBANu

Údržba systému KANBAN potřebuje rychlý a úplný přehled o celé aktuální situaci v systému KANBAN (např. zásoby materiálu).

Elektronický podpůrný systém KANBAN může pomocí výběrových filtrů vizualizovat stav kontejnerů (např. plný, prázdný, v přepravě atd.) (tzv. „sledování KANBAN“). Tím je zajištěna vysoká transparentnost „rozpracované výroby“ (WIP). Pokud tato transparentnost není k dispozici, často se podle potřeby používá vyšší bezpečnostní zásoba.

Zlepšení toku informací

Systém KANBAN s podporou IT pomůže zkrátit dobu realizace. Signály KANBAN jsou zasílány přímo interním a externím dodavatelům (například zasláním kopie karty KANBAN při naskenování KANBAN na EMPTY). Velký potenciál má využití internetových technologií k poskytování informací KANBAN „online a v reálném čase“.

Rozhodování pomocí vizualizace příkazů KANBAN

S výraznou decentralizací se zvyšuje riziko ztráty úplného přehledu. Například plánovač výroby získává optimalizací využití kapacity pouze dílčí optimum, protože tento přístup nemusí být v celistvém zájmu objednávek zákazníků, zejména u strojů s úzkým hrdlem.

Důležitým podpůrným nástrojem se zde stává elektronická tabule KANBAN („e-KANBAN Board“), která vizualizuje knihu objednávek.

Vizualizace priorit, například pořadí zakázek v systému KANBAN, podporuje výrobní pracovníky a pomáhá rozhodovat o pořadí zakázek. Zejména při dynamickém plánování výrobních linek, jednotlivých strojů atd. v systému KANBAN mají elektronické tabule KANBAN proti ručním tabulkám KANBAN značné výhody.

Sledování dimenzování sítě KANBAN v případě výkyvů poptávky

V případě kolísavé poptávky je někdy nutné upravit počet KANBANů. V manuálních systémech se to často provádí pomocí vyšší bezpečnostní zásoby, která je definována pro špičky poptávky. To je v rozporu se zásadou zamezení plýtvání. Na adrese
Systém e-KANBAN nabízí několik způsobů podpory rychlého a snadného nastavení úrovní KANBAN. Systém by měl také podporovat náběh a výběh karet KANBAN v rámci celého procesu, aby se co nejvíce omezily časově náročné manuální činnosti.

Systém včasného varování před kritickými stavy zásob a opožděnými dodávkami

Cíl snížit úroveň zásob zvyšuje riziko nedostatku materiálu v případě jakýchkoli problémů. Aby se takovým situacím předešlo, je třeba zavést systém včasného varování, který by umožnil okamžitě vizualizovat kritické situace a provést potřebná opatření nebo změnit priority. Nedostatky zásob a opožděné dodávky lze takto jednoduše odhalit.

Analýza výkonnosti systému KANBAN

Analýza výkonnosti logistiky a úrovně zásob je velmi důležitá pro identifikaci problémů, slabých stránek, trendů a zejména potenciálu ke zlepšení.

Systém e-KANBAN rychle odhalí odchylky v procesu (např. nedodržení dodacích lhůt, trvale vysoké úrovně zásob atd.) a pomáhá analyzovat výkonnost celého systému KANBAN.

Kontrola dodavatelských smluv

Při dimenzování systému KANBAN je velmi důležitá doba realizace. Je to jeden z parametrů při výpočtu počtu karet KANBAN. Počet karet KANBAN je tedy závislý na době přípravy. Aby bylo možné zajistit kvalitu dohod o dodávkách, je třeba měřit dobu přípravy.

To by mělo být možné dvěma způsoby: Kvalita dodací lhůty za delší historické období a dodací lhůta týkající se aktuálních dodávek. To umožní hodnocení dodavatele z hlediska jeho výkonnosti v oblasti dodávek.

Integrace do stávajících systémových prostředí

Důležitou roli při používání softwarových modulů KANBAN hraje integrace do stávajících systémů ERP / MRP. Definovaný proces by měl zabránit redundanci dat a podporovat materiálové transakce z elektronického systému KANBAN do systému ERP / MRP. To je užitečné například pro zaúčtování přijatých KANBANů do rámcových smluv s dodavateli nebo pro aktualizaci údajů o zásobách do hostitelského systému.

Integrovaný systém Kanban (IKS)

Softwarový systém, který splňuje všechny tyto požadavky, nabízí již řadu let společnost manufactus GmbH se sídlem ve Starnbergu (Německo).

Integrovaný systém Kanban – IKS implementuje tzv. „elektronické procesy KANBAN“ a je softwarový systém speciálně navržený pro podporu prostředí KANBAN. IKS lze používat samostatně nebo integrovat do stávající IT infrastruktury.

Obrázek 4: Základní proces e-Kanban

IKS je založena na sledování pohybu KANBANu pomocí čtečky čárových kódů nebo RFID. Na základě procesu skenování lze důležité informace v systému KANBAN vizualizovat a analyzovat pomocí různých softwarových modulů.

Zákazník může princip KANBAN využít ve všech možných oblastech.

IKS podporuje procesy KANBAN pro externí dodavatele („Supplier KANBAN“), jiné obchodní lokality („Inter-company KANBAN“), výrobní závody („Production KANBAN“), centrální zásobovací oblasti, jako jsou sklady (surovin) („Transport KANBAN „) nebo sklady hotových výrobků („Hot goods KANBAN“).

 

Obrázek 5: Typy kanbanu podporované systémem IKS

Na základě modulární konstrukce systému IKS mohou zákazníci velmi flexibilně navrhnout svůj systém KANBAN.

Obrázek 6: Moduly a balíčky IKS

Systém IKS používají společnosti z různých odvětví, ale všechny mají jedno společné:

 

Všichni používají KANBAN k řízení toku materiálu!

 

Obrázek 7: Někteří zákazníci společnosti manufactus

manufactus GmbH ve spolupráci s panem Helmuthem Gienkem

Všechny články měsíce najdete zde.